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玻璃纤维污水处理厂工程设计高材102 201054575233 王大亮摘要:结合抚宁某玻璃集团纤维分厂玻纤污水处理站设计及调试运转实例，设废水量为：500m3/d,每天24小时运转。采用絮凝沉淀/生物接触氧化/混凝沉淀/过滤作为处理工艺，则设计处理能力为20.8m3/h。设计出水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级标准。关键词:玻纤废水；废水处理；生物处理法Plant engineering design of glass fiber wastewater treatmentAbstract:Setting the quantity of wastewater was: 500m3/h,24h/d.According to a Funing Glass Group plant fiber glass fiber wastewater treatment station design and debug operation example. The flocculation / biological contact oxidation / coagulation / filtration as the treatment process, the design treatment capacity of 20.8m3/h. The design of the effluent can meet the urban sewage treatment plant pollutant discharge standard (GB18918-2002) of a standard.Keywords:glass fiber wastewater; wastewater treatment; biological treatment.前言 目前，通用的污水处理方法有三种类型：1、生物化学处理方法；2、物理化学处理方法；3、物理处理方法。其中物理处理方法，只能作为初级处理。一般去除SS较好，对溶解性CODcr去除率很低，出水达不到二级排放标准；物理化学处理方法可以去除水中绝大部分SS和部分溶解性污染质，但需投加较多药剂,运行成本较高，产泥量多，操作较烦；而生物化学处理方法，是利用生物去除水中的污染质。它净水效果好，运行成本最低，因此，环保管理部门推荐对易处理的或稍加前处理即可生化处理的污水，应尽量采用生物化学处理方法。在玻纤工业生产中，工业废水主要有拉丝过程中排放的含浸润剂冲洗水，制毡工序中含粘结剂的冲洗水，以及玻璃钢生产排放少量的含树脂废水，而拉丝车间排放的含浸润剂废水约占玻纤工业废水的80%-90%。因此，拉丝废水是玻纤工业废水的主要污染源。而拉丝废水成分主要是脂类、乳化剂、水溶性有机物、有毒物质、少量玻纤及残渣等等。以上几类物质为玻纤拉丝废水的污染物，其中固体有机物和水溶性有机物为主要污染物。1.设计进、出水质1.1 废水来源在玻纤工业生产中，工业废水主要有拉丝过程中排放的含浸润剂冲洗水，制毡工序中含粘结剂的冲洗水，以及玻璃钢生产排放少量的含树脂废水，而拉丝车间排放的含浸润剂废水约占玻纤工业废水的80%-90%。因此，拉丝废水是玻纤工业废水的主要污染源。1.2 拉丝废水的种类拉丝废水是一种有机废水，其性质与所含浸润剂种类有关。通常，浸润剂可分为三大类:淀粉型、增强型和石蜡型。这三类浸润剂的化学成份相差很大，即使是同一类浸润剂，由于产品的用途不同，化学组成的配方也有很大的差别。可以归类：油脂类、乳化剂、水溶性有机物和有毒物质等。1.3 废水处理前后水质表 表 1.3.1 设计进、出水质 Tab 1.3.1 Design influent and effluent quality项目处理前处理后去除率PH 6.4-7.0 6.8-7.4BOD590-150（mg/l）25-40（mg/l）72-73 %CODcr300-550（mg/l）80-110（mg/l）75-85 %SS70-150（mg/l）20-35（mg/l）77 % 表 1.3.2 设计进、出水质 Tab 1.3.2 Design influent and effluent quality不含水重量84 kg/d水份88 %污泥量0.56 m3/d2. 工艺流程根据玻璃纤维废水进、出水质处理数据分析。该集团的拉丝废水是淀粉型与增强型浸润剂废水的混合液。淀粉型玻纤废水的可生化性好。SODS/CODcr约为45%。与增强型废水混合后，其比值大约为25%。淀粉型约占30%，增强型则为70%。从水质处理指标看出BOD5和CODcr均为主要处理指标。另外,废水呈现出明显的乳化液态，所以根据以上水质特性，特采取物化和生化相结合的处理工艺。 结合现有工程的实际运行情况, 为便于生产线管理、设备维护, 设计工艺流程如下：酸性废水和碱性废水通过渠道输送至污水处理厂后,污水再经格栅拦截较大无机物后进人调节池，经堰式流量计计量，进人反应池。在反应池投加碱式氯化铝，使废水破乳，并投加NaOH调节PH值在6.8一7.4之间。废水经破乳后，形成细小絮状物，再进人絮凝池。在絮凝池中投加高分子絮凝剂，使废水中的固体有机物形成大的絮凝体，进人第一沉淀池祝淀分离。沉淀池的上清液进人生化处理系统，进一步去除水中的可溶性有机物。进入曝气池。第一及第二曝气池串连组成，采用生物接触氧化法，鼓风曝气。在第一曝气池中投加N,P营养物质，经好氧曝气处理后，绝大部分可溶性有机物将被生物分解去除，随后进人第二沉淀池，使活性污泥分离。第二沉池的上清液进人第二絮凝池，视水质情况，酌情投加PAC及PAM，进一步去除剩余固体有机物后进人第三沉淀池，再次进行泥水分离。其上清液进入处理水池再通过砂滤处理至回用水池，大部分送至车间回用，小部分排放。第一沉淀池的污泥主要是化学污泥，第二沉淀池的活性污泥一部分回流到第一曝气他，剩余部分与第一沉淀池的化学污泥定时泵至污泥浓缩池，再至污泥池，然后由污泥池泵至脱水机脱水后，袋装外运填埋。玻璃纤维废水处理工艺流程见图2.1。 图 2.1工艺流程Fig 2.1 The Flow chart of waste water treatment process3. 工程设计3.1 废水处理系统3.1.1 粗栅栏 生产排放的污水中含有大量的玻璃丝及漂浮物，为了保证后续水泵，污水首先会有污水池进入调节池，我们在这之间设置一道粗栅栏，拦截水中的玻璃丝及漂浮物，栅栏上的废物渣滓定期人工处理。污水池尺寸2m*0.5m*1m，栅栏型号ZD/GS-500，栅宽500m，栅条间隙5mm。3.1.2 调节池 调节池分为两部分，分别储存酸性废水和碱性废水。酸性废水调节池停留时间为4.2 h, 碱性废水调节池停留时间为5.6 h。酸性废水与生活污水合并后进入酸水调节池, 碱性废水通过600mm宽的明沟进入碱水调节池。调节池总平面尺寸为49.3m*38.0 m, 其中碱性废水调节池平面尺寸为18.8m *28.0 m。3.1.3 曝气池 本部分工程设计采用的是立体弹性填料的生物氧化法，在有效区域内能立体全方位均匀舒展、满布，使气、水及生物膜能得到充分混合渗透，接触交换。随着负荷的增加，曝气池内的MLSS下降在MLSS比较高的情况下，填料上微生物与水中的微生物相比要少得多，对有机物的去除效果不明显。随着池内MLSS的下降，填料上的生物膜的作用已大于池内活性污泥的作用。虽然总的去除率在下降，但填料上的生物膜的去除率效果受负荷的影响要小得多。因而，在高负荷时，去除率的下降趋势反而减缓。 曝气池分为第一曝气池和第二曝气池，第一曝气池和第二曝气池串联组成，采用生物接触氧化法，鼓风曝气。在第一曝气池中投入N、P营养物质，经好像曝气处理后，绝大部分可溶性有机物被生物分解去除，而后进入第二沉淀池，使活性污泥分离。沉淀池的活性污泥一部分返回第二曝气池，在曝气池内处于剧烈搅动的悬浮状态能够与废水充分接触，吸附更多的溶解性和胶体态有机物，提高初沉淀池的去除率。3.1.4 絮凝池 絮凝池又叫混凝池，此设计中将絮凝池分为第一絮凝池及第二絮凝池。在第一絮凝池中加入PAM化学药剂使水中的悬浮微粒聚集变大或者成絮团，使其聚沉分离进入第一沉淀池；再进一步加入PAC、PAM进入第二絮凝池使水中的胶体或溶解的有机物失稳，形成固相沉淀以及降低水中的COD、BOD减弱色度，增加水的透明度。3.1.5 沉淀池 本设计中将沉淀池分为第一沉淀池、第二沉池及第三沉淀迟。第一沉淀池和第三沉淀池的污泥主要是化学污泥，分别由第一絮凝池和第二絮凝池产生。第二沉淀池的活性污泥一部分回流到第二曝气他，剩余部分与第一、三沉淀池的化学污泥定时泵至污泥浓缩池，再至污泥池，然后由污泥池泵至脱水机脱水后，袋装外运填埋。3.1.5 外排水泵 回用水池出水通过外排泵房提升排放。外排泵房从集水池内吸水,集水池停留时间为0.5h,平面尺寸为20m*11m, 有效水深为4m。外排泵房为半地下式钢筋混凝土结构,泵房下部为水泵间,尺寸为9.0m*17.4m,上部为操作、检修、配电间。外排泵采用自灌式单级单吸离心泵,近期设3台(2用1备),远期增加2台。水泵流量为420m3/h,扬程为388kPa。3.1.6 辅助生产建筑物3.1.6.1 鼓风机房 鼓风机房平面尺寸为35.5m *12.9m,为曝气吹脱池、中和反应池、生化曝气池、石灰化灰池供气,一期工程计算标准状态下的供气量为304.60m3/m in,安装4台罗茨鼓风机( 3用1备),二期工程再增加4台(6用2备)。流量为100.9m3/min,风压为68.6kPa,功率为185kW。3.1.6.2 PAM 溶解池 PAM需溶解配制。配制浓度为2%,设计投加浓度为0.5%,投加量为4.0 -6.0mg /L。一期工程PAM投加量为0.08-0.12 t/d,需配制的PAM溶液量为4-6t/d,PAM溶解池平面尺寸为4.0m*3.0m,内分2格,有效水深为2.5m。PAM溶液需压力投加,溶解池旁设2台投加泵( 1用1备),Q=5m3/h, H=250kPa, N =3.0kW。3.2 污泥处理系统3.2.1污泥浓缩池 由于污泥中含有大量石灰,具有很好的浓缩性,浓缩时间取5.5h。浓缩后污泥含水率为97.5%。采用连续式重力浓缩池,由10个单池合建而成,总尺寸为33.9m*17m, 总深为5.50m。为顺利排泥,将浓缩单池设为倒锥形。上部为长方体,尺寸为8m*6.4m,高为1.9m。下部为棱台,顶面尺寸为8m *6.4m, 底面尺寸为1.8m *1.2m, 高为3.1m。3.2.2污泥脱水机房浓缩污泥提升至脱水机房内箱式压滤机进行脱水处理,脱水前后污泥含水率分别为97. 5%、80%。脱水机房平面尺寸为33 m * 27 m,污泥堆棚尺寸为10 m *6m。污泥总进泥量约为500 m3/d,一期工程进泥量约为1200m3/d。为防止污泥内短纤维对泵轴的缠绕和堵塞,污泥提升泵采用气动隔膜泵。一期工程配套气动隔膜泵3台。每台泵最大流量为897 L/min, 开泵时间按8 h计, 进气量为1.5 m3/m in。污泥浓缩选用3台式压滤机,过滤面积为250 m2/台,滤室容积为3.75 m3。远期增加3台。4. 设计注意事项 4.1纤维对运行设备的影响 a .在酸水、碱水的进水渠道上设置拦污栅栏, 定期进行清理。 b .在水泵进水管上, 设置纤维去除罐。罐直径为1m,内设拦污网片, 定期停泵清污。考虑到停泵时将增加其他并联水泵的运行水力负荷, 因此单泵流量选择不宜过大, 同时为了便于拦污网片的清理操作, 拦污网片不易设置过大。 c .由于污泥中含有大量纤维絮体, 因此进泥泵采用气动隔膜泵形式, 防止堵塞。在泵前仍设置污泥纤维去除罐。4.2 池体及管道的防腐措施 由于玻璃纤维生产废水的水温较高, 最高可达70-80度，酸水pH值低至2,碱水pH值可达到12,因此需要注意管道和池体的防腐(酸碱调节池、曝气吹脱池、中和反应池、初沉池内均采用四油两布防腐处理)。考虑到防止管道腐蚀及结垢堵塞, 石灰乳采用玻璃钢槽渠道式输送, 可以在运行过程中及时清除渠道内的CaCO3 结晶沉淀。 4.3 生化曝气池系统设置 曝气池内采用穿孔管曝气系统, 由于池体内投加了较多石灰乳, 曝气支管易附着石灰沉淀, 导致穿孔管堵塞, 因此在曝气管路上需设置连接高压水冲洗装置, 对曝气管进行定期冲洗。并且, 曝气管路的安装需考虑方便检修更换的原则, 在池下的曝气管和池体上管廊内的布气支管连接处采用法兰连接,以便对部分完全堵塞的穿孔曝气管进行更换。5. 设计工程运行效果1 该设计废水治理工程是一项水污染治理工程，建成投产后将减少生产污水对周围水体的污染，是一项利国利民的环保工程。1 该废水处理站出水水质可达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级标准。6. 设计工程经济指标1 建设规模(处理能力)：500 m3/d。2 总截污量：废水处理站的建设将改善生产废水的污染状态，其环境效益、 社会效益十分明显。 3 工程总投资120万元。4 运行费用(电费、药剂费等)：0.49元/m3废水。 7. 结论 1). 采用生化与吸附联合新工艺，用于处理玻纤废水，其关键技术是在曝气池内同时进行着物理吸附与生化降解过程。运行结果证明，有机物(按CODcr计)总去除率达85%，运转费用0.49元/m水。其技术性能是可靠的。 2). 玻纤废水生化处理的微生物种群，主要是芽抱杆菌属，没有特殊生物种群。可用一般活性污泥进行接种、培训和驯化。3). 采用“絮凝沉淀生物接触氧化”废水处理工艺具有出水水质好，运行管理方便等优点，出水水质可达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级标准。实践证明, 该系统处理